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1、為了適應(yīng)業(yè)務(wù)帶寬、服務(wù)質(zhì)量以及網(wǎng)絡(luò)覆蓋等多方面需求,以及應(yīng)對(duì)各種新的寬帶無線接入技術(shù)對(duì)3G系統(tǒng)形成的挑戰(zhàn),3GPP組織于2004年12月啟動(dòng)了無線接入網(wǎng)LTE(Long Term Evolution,長(zhǎng)期演進(jìn))研究項(xiàng)目,以及面向全I(xiàn)P分組域的核心網(wǎng)SAE(System Architecture Evolution,系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn))項(xiàng)目。由于移動(dòng)通信信道的特殊性,信息傳遞是通過無線信道進(jìn)行,比其他網(wǎng)絡(luò)更容易遭受攻擊,從而在制定下一代移動(dòng)通信
2、系統(tǒng)LTE/SAE標(biāo)準(zhǔn)的過程中,安全性是一個(gè)需要著重考慮的因素。
本文首先對(duì)3GPP組織最新提出的下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)LTE/SAE做了概述,主要包括無線接入網(wǎng)的長(zhǎng)期演進(jìn)和核心網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)。然后根據(jù)協(xié)議詳細(xì)研究了下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的整體安全實(shí)現(xiàn)機(jī)制,主要介紹了3GPPLTE/SAE認(rèn)證與密鑰協(xié)商過程,非接入層的安全模式命令過程,接入層的安全模式命令過程,并結(jié)合所從事的3GPP LTE空中接口協(xié)議棧開發(fā)項(xiàng)目,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)
3、了無線協(xié)議棧中安全部分。接下來本文在對(duì)比分析UMTS(UniversialMobile Telecommunication System,通用移動(dòng)通信系統(tǒng))中認(rèn)證與密鑰協(xié)商協(xié)議的基礎(chǔ)上,詳細(xì)研究了下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的3GPP LTE/SAE認(rèn)證與密鑰協(xié)商協(xié)議,指出了該協(xié)議中已經(jīng)解決的問題和仍然存在的安全缺陷,然后針對(duì)3GPP LTE/SAE仍然存在的用戶身份泄露問題,認(rèn)證向量易被截獲,以及長(zhǎng)期共享密鑰K和不支持?jǐn)?shù)據(jù)簽名的問題,
4、針對(duì)性的提出了兩種改進(jìn)的3GPPLTE/SAE認(rèn)證與密鑰協(xié)商協(xié)議,一種是基于秘密令牌機(jī)制和Diffie-Hellman算法的改進(jìn)認(rèn)證與密鑰協(xié)商協(xié)議,另一種是基于公鑰體制的改進(jìn)認(rèn)證與密鑰協(xié)商協(xié)議。
最后,本文對(duì)改進(jìn)的協(xié)議做了性能分析,其中基于串空間理論的協(xié)議安全性形式化證明表明改進(jìn)協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)協(xié)議基本的安全功能,即機(jī)密性和認(rèn)證性,另外與原協(xié)議對(duì)比分析表明,在不用較大改變?cè)?GPP LTE/SAE安全體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,協(xié)議一能
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